ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. №1. С. 153-163

Отклик ионосферы над регионом Восточной Сибири во время внезапного стратосферного потепления 2009 г. по данным наземного и спутникового радиозондирования

Б.Г. Шпынев 1, Д. Панчева2, П. Мухтаров2, В.И. Куркин1, К.Г. Ратовский1, М.А. Черниговская1, А.Ю. Белинская3, А.Е. Степанов4
1 Институт солнечно-земной физики СО РАН, Иркутск, Россия
2 Национальный Институт геофизики, геодезии и географии, София, Болгария
3 Геофизическая служба СО РАН обсерватория «Ключи», Новосибирск, Россия
4 Институт космофизических исследований и аэрономии СО РАН, Якутск, Россия
В работе исследуется взаимосвязь динамических процессов в средней атмосфере и ионосфере сибирского региона во время внезапного стратосферного потепления (ВСП) в январе 2009 г. Для анализа глобальной динамики средней атмосферы используются данные Британского метеоцентра UKMO и данные по средней атмосфере MLS Aura. Для анализа параметров ионосферы используются данные спутниковой программы COSMIC и данные сибирской сети ионозондов в Новосибирске, Иркутске, Норильске и Якутске. Стратосферное потепление 2009 г . явилось одним из самых мощных событий в период затянувшегося минимума солнечной активности 2005–2010 гг. Источником ВСП явилась энергия, выделяемая вследствие изменения глобальной циркуляции в зимней полярной атмосфере, когда зимний циркумполярный вихрь разделился на две пары циркуляций циклонического и антициклонического типа. Максимальный эффект ВСП наблюдался на тех границах циклонов и антициклонов, где циркуляция направлена к полюсу. Данные сети сибирских ионозондов показали, что динамические эффекты, связанные с ВСП, также проявились на высотах ионосферы, причем эти эффекты зависели от положения пункта наблюдения относительно зоны циркуляции. Наибольший ионосферный эффект наблюдался в Якутске в виде повышения высоты максимума ионизации hmF2 до ~50 км в течение шести дней. В данных ионозондов Новосибирска и Иркутска вариации fmF2 и hmF2 показали обратную динамику, которая зависела от времени суток, однако эффект ВСП также был однозначно зафиксирован. В качестве механизма, обуславливающего вариации параметров ионосферы, рассматривается подъем / опускание молекулярного газа на высоты / с высот нижней термосферы в активных зонах циркуляций.
Ключевые слова: верхняя и средняя атмосфера, ионосфера, взаимодействие слоев атмосферы, волновые возмущения, the upper and middle atmosphere, interaction between atmospheric layers, wave disturbances
Полный текст

Список литературы:

  1. Педлоски Дж. Геофизическая гидродинамика: В 2-х т. / Пер. с англ. М.: Мир, 1984. 811с.
  2. Baldwin M.P., Dunkerton T.J. Stratospheric harbingers of anomalous weather regimes // Science. 2001. Vol. 294. P. 581–584.
  3. Chau J.L., Fejer B.G., Goncharenko L.P. Quiet variability of equatorial ExB drifts during sudden stratospheric warming event // Geophys. Res. Lett. 2009. Vol. 36. L05101, doi:10.1029/2008GL036785.
  4. Goncharenko L.A. Coster A.J., Chau J.L., Valladares C. Impact of sudden stratospheric warmings on equatorial ionization anomaly // J. Geophys. Res. 2010a. Vol. 115. A00G07, doi:10.1029/ 2010JA015400.
  5. Goncharenko L.P., Chau J.L., Liu H.-L., Coster A.J. Unexpected connections between the stratosphere and ionosphere // Geophys. Res. Lett. 2010b. Vol. 37. L10101, doi:10.1029/2010GL043125.
  6. Liu H.-L., Roble R.G. A study of a self-generated stratospheric sudden warming and its mesospheric-lower thermospheric impacts using the coupled TIME-GCM/CCM3 // J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107(D23). P. 4695, doi:10.1029/2001JD001533.
  7. Manney G.L., Schwartz M.J., Krueger K. et al. Aura Microwave Limb Sounder observations of dynamics and transport during the record-breaking 2009 Arctic stratospheric major warming // Geophys. Res. Lett. 2009. Vol. 36. L12815, doi:10.1029/2009GL038586.
  8. Mukhtarov P., Pancheva D., Andonov B. Climatology of the stationary planetary waves seen in the SABER/TIMED temperatures (2002–2007) // J. Geophys. Res. – Space Physics. 2010. Vol. 115. A06315, doi:10.1029/2009JA015156.
  9. Pancheva D., Mukhtarov P. Stratospheric warmings: The atmosphere-ionosphere coupling paradigm // J. Atmos. Sol-Terr. Phys. 2011. Vol. 73. P. 1697–1702, doi:10.1016/j.jastp.2011.03.066.
  10. Polvani L.M., Waugh D.W. Upward wave activity fl ux as a precursor to extreme stratospheric events and subsequent anomalous surface weather regime // J. Climate. 2004. Vol. 17. P. 3548–3554.
  11. Prölss G.W. Storm-induced changes in the thermospheric composition at middle latitudes // Planet. Space Sci. 1987. Vol. 35. P. 807–811.
  12. Rishbeth H. F-regon links with the low atmosphere? // J. Atmos. and Sola-Terr. Phys. 2006. V. 68. Р. 469–478.
  13. Swinbank R., Ortland D.A. Compilation of the wind data for the Upper Atmosphere Research Satellite (UARS) Reference Atmosphere Project // J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108(D19). P. 4615, doi:10.1029/ 2002JD003135.
  14. Thompson D.W.J., Baldwin M.P., Wallace J.M. Stratospheric connection to Northern Hemisphere wintertime weather: Implications for predictions // J. Climate. 2002. Vol. 15. P. 1421–1428.